小行星是繞軸整齊地旋轉還是混亂地翻滾；事實證明，小行星的速度取決於它們碰撞的頻率。研究結果在赫爾辛基舉行的 EPSC-DPS2025 聯席會議上公佈。基於歐洲航天局蓋亞任務的數據。並作為確定小行星物理特性的指南。這些信息對於成功偏轉小行星與地球的碰撞路線至關重要。
東京大學的周文漢博士說：“通過利用數據集、高級建模以及蓋亞獨特的人工智能工具，我們揭示了決定小行星旋轉的隱藏物理原理，並打開了一扇了解這些古代世界內部的新窗口。” EPSC-DPS2025 上的結果介紹者說道。
在對整個天空的調查過程中，蓋亞任務生成了基於光變曲線的大量小行星旋轉數據集。這解釋了小行星反射的光如何隨著時間的推移而變化。當小行星數據繪製在自轉週期與直徑的關係圖上時，令人震驚的是有一條間隙或線似乎將人口分為兩組。
現在，由周領導的一項主要在法國蔚藍海岸天文台進行的研究揭示了這種差距的原因。這樣做，它解決了一些有關小行星自轉的長期謎團。
周說：“我們創建了一個新的小行星自轉演化模型，考慮了兩個關鍵過程之間的拉鋸戰：小行星帶中的碰撞可能使小行星陷入混亂；以及內部摩擦，這會逐漸導緻小行星的自轉恢復到穩定的自轉。” “當這兩種效應達到平衡時，就會在小行星團中形成一條自然的分界線。”
通過將機器學習應用於蓋亞的小行星目錄，然後將結果與模型的預測進行比較。週的團隊發現間隙的位置與他們的模型預測幾乎完美匹配。
在縫隙之下，小行星慢慢塌陷。它們的自轉週期不到 30 小時，而在這個間隙之外還有速度更快的“純”行星。
幾十年來，天文學家一直對為什麼如此多的小行星在混亂中翻滾而不是繞單一旋轉軸旋轉感到困惑。為什麼較小的小行星往往墜落得更慢？
週的研究表明，碰撞和陽光的影響是關鍵。這種滾動運動通常在小行星緩慢旋轉時開始。慢慢轉身，這意味著它更容易受到碰撞的干擾。這可能會導緻小行星陷入混亂崩潰。
通常，陽光的微妙力量會導緻小行星停止滾動並旋轉。小行星的表面吸收太陽的熱量，然後向不同的方向重新散發熱量。發射的光子導緻小行星被輕微推動。它會隨著時間的推移而積累，並且根據小行星的不同，它可以加速或減慢自轉速度。對於繞軸平穩旋轉的小行星來說，吸收和重新發射陽光的方向保持不變。導致陽光的排斥力增強
不過，對於被摧毀的小行星來說，陽光的影響會弱很多。由於它們旋轉混亂，表面的不同部分在任何給定時間都會吸收並重新散發熱量。相反，均勻地推動小行星吸收和發射陽光的效果會更輕。因此，它不想被推向任何方向。結果是一顆緩慢滾動的小行星。它的旋轉變化非常緩慢。並在蓋亞觀測數據的間隙下慢慢卡在旋轉區
這一發現有實際好處。通過了解小行星內部結構的剛性與其旋轉的關係，可以利用這些知識來推斷小行星的內部特性。根據蓋亞的說法，這些發現支持了小行星鬆散地附著在一堆瓦礫上的圖片。它有許多洞和空腔，上面覆蓋著一層厚厚的塵土飛揚的風化層。
了解小行星的特性也會影響如何在撞擊路徑上偏轉危險的小行星。這是因為碎石堆小行星對 NASA DART 等動力撞擊的反應與固體剛體不同。這一發現為天文學家提供了潛在危險小行星內部結構的詳細清單。這可能是分散他們注意力的關鍵。
“隨著維拉·C·魯賓天文台的時空遺產勘測 (LSST) 等即將到來的勘測，我們將能夠將這種方法應用於數百萬顆小行星。這將增進我們對它們的演化和組成的了解，”周說。
